船首甲板上浪問題的數(shù)值模擬.pdf

1、當船舶在惡劣海況中航行時，船體與波浪之間的大幅度相對運動將導致大量水體由船首、船側及船尾涌上甲板，形成甲板上浪現(xiàn)象。甲板上浪對船舶航行及安全方面的不良影響包括：上浪水體對甲板上裝置的劇烈沖擊、破壞；船舶被迫改變航向；船體運動受到強烈影響以及對駕駛員視線被干擾等。嚴重的甲板上浪現(xiàn)象可能導致船體嚴重受損甚至傾覆。這不僅會導致經(jīng)濟財產(chǎn)的損失，更可能造成嚴重的人員傷亡。近來，也有試驗表明，在船側出現(xiàn)的甲板上浪現(xiàn)象對船舶的參數(shù)橫搖現(xiàn)象也會造成一定

2、影響。正因如此，不論對于民船還是軍船，甲板上浪現(xiàn)象對于船舶結構、人員安全以及船舶性能的影響一直是船舶設計過程中所要考慮的重要因素。此外,歷史上多起由甲板上浪導致的浮式生產(chǎn)儲油輪（Floating Production Storage and Offloading(FPSO)）停產(chǎn)及結構破壞說明，對于無航速的船型海洋結構物來說，甲板上浪也是需要考慮的因素之一。
　　本論文將在總結前人研究工作的基礎上，使用 naoe-FOAM-SJT

3、U求解器求解不可壓Navier-Stokes(N-S)方程，完成對甲板上浪過程的模擬。模擬過程包括了完整數(shù)值造波、消波，船體與波浪間相互作用的直接耦合、水體上浪砰擊、波浪翻卷破碎等物理現(xiàn)象。
　　本文首先驗證了naoe-FOAM-SJTU求解器對船體在波浪上運動、自由面大變形（翻卷、破碎等）、甲板上浪砰擊壓力的預報等的準確性。通過詳細的收斂性驗證、與試驗結果的對比，針對甲板上浪問題，找到合適的數(shù)值求解方式。在此基礎上，本文對二維、